《热交换器原理与设计》复习技术方案.ppt

螺旋板式换热器的特点 传热系数高 由于离心力的作用，可在较低Re数下出现湍流(Re=1400-1800)，允许流速可达2m/s，故传热系数较高，如水对水的换热，传热系数可达2000-3000 W/（m2·K）。 不易堵塞 由于流速较高，又是在螺旋流道内流动，能较好的发挥流体对板面的冲刷作用，因而流体中的悬浮物不易沉积下来。 由于流道长，可为完全逆流，便于控制温度和利用低温热源，操作时允许较低的温度差，因此，在一些低温差传热的场合，采用螺旋板换热器比较合适。 结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换热器的3倍。 操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。 不易检修，整个换热器已被卷制焊接为一个整体，一旦发生中间泄漏或其他故障，设备即告报废。 板式换热器的构造 a 传热板片 流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热 提高板片刚度，能耐较高的压力 人字形板 水平平直波纹板 锯齿形板 作用： 类型： 介质在板片间的流动 单边流 对角流 换向板片： 根据流程的需要，相应不冲出某些角孔，介质遇 到盲孔即拐弯，进行换向，增加介质的流程 单边流 对角流 同侧流入、流出 不同侧流入、流出 组装形成三种典型形式：串联、并联、混联 流体在每一程内流经每一垂直流动后，改变方向，流经下一程 两介质的主体流向是逆流，但相邻流道中有并流也有逆流。 b 密封垫圈 密封作用，防止介质漏出（外漏） 在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏） 承受压力、温度，耐流体的侵蚀 良好的弹性，可重复使用 材料 天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下） 压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃） 双道密封 信号孔（凹槽） 当介质从第一道密封泄露时，可以从信号空泄出，及早发现和检修 信号孔还可以避免介质穿通，防止一种介质漏到另一种介质中去 b 密封垫圈 密封作用，防止介质漏出（外漏） 在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏） 承受压力、温度，耐流体的侵蚀 良好的弹性，可重复使用 材料 天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下） 压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃） 双道密封 信号孔（凹槽） 当介质从第一道密封泄露时，可以从信号空泄出，及早发现和检修 信号孔还可以避免介质穿通，防止一种介质漏到另一种介质中去 第三节 板翅式热交换器 1 基本结构 板束 导流片 封头 隔板 翅片 封条 基本单元（通道） 板翅式换热器由于两侧都有翅片，做气－气换热，传热系数对空气可达350 W/(m2·℃)。板翅换热器结构非常紧凑，轻巧，每立方米体积中容纳的传热面积可高达4300 m2，承压可达100bar。 缺点：容易堵塞，清洗困难，不易检修。 适用于清洁和无腐蚀的流体换热。 a 翅片 扩大传热面积，提高换热器紧凑性和传热效率 支撑隔板，提高热交换器的强度和承压能力 1 平直翅片（PZ） 具有很长光滑壁的长方形翅片，流动和传热特性与圆管内的相似。 流动阻力小，换热系数也很小 适用于：阻力要求严格，而本身对流换热系数较大的场合。 传热机理：二次传热表面 2 锯齿形翅片（JC） 将平直翅片切成许多短小片段，相互错开一定的间隔，间断式； 促进流体的湍动，破坏热边界层，强化换热； 适用于：气体通道，高、低温介质温差较大的场合、黏度较大的油通道； 传热性能与翅片切开长度有关。 3 多孔翅片（DK） 平直翅片上冲出许多圆孔或方孔而形成，翅片开孔率5-10%，孔的排列方式有长方形、平行四边形、正三角形； 孔破坏传热边界层，提高传热效果，高Re数时会出现噪音和振动； 开孔有利于流体的均匀分配，利于介质中杂质、颗粒的冲刷和排除； 适用于：有相变介质的换热，用作入口处的导流片 4 波纹翅片（PW） 在平直翅片上压成一定的波形而形成，传热效果介于平直形和锯齿形之间； 流体在内流动时不断改变流向，促进湍动，分离、破坏热边界层，强化传热； 波纹越密，波幅越大，传热性能越好，但阻力也增大； 耐压强度较高； 适用于：压力较高的气体换热场合。 其他：百叶窗式，片条式翅片、钉状翅片 5 优缺点 传热效率高：可对介质造成扰动，使边界层不断破裂更新，从 热强化换热 结构紧凑，重量轻：重量仅为具有相同换热面积的管壳式的1/10， 而单位传热面积的金属消耗比管壳式小几倍 适用范围广：可以适用于气—气、气—液、液—液间各种不同介 质患热，亦可用作蒸发器、冷凝器。适用于逆流、 错流、多股流、多程流等不同工况的换热，可在 -